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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Discriminateur de largeur d'impulsion. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur La version du discriminateur proposée à l'attention des lecteurs est conçue pour démoduler des signaux avec modulation de largeur d'impulsion (PWM). Il peut être utilisé pour démoduler les signaux FM et dans les dispositifs de bouclage où le signal FM est pré-converti en PWM ; dans les générateurs de gamme pulsée, il peut servir à maintenir un rapport cyclique constant dans la gamme de fréquences de fonctionnement. Le discriminateur peut être utile dans les appareils d'automatisation, permettant de se passer de réglage du seuil de réponse de l'appareil, puisqu'il correspond à un niveau de tension nul.
La caractéristique du discriminateur est symétrique par rapport à "zéro" (Fig. 1), correspondant au rapport cyclique Q des impulsions à l'entrée du discriminateur : Q=T/à=2, où T est la période de répétition des impulsions, to est la durée des impulsions. La caractéristique linéaire est d'autant plus proche de la forme rectangulaire du signal d'entrée ; avec un signal d'entrée sinusoïdal, il est en forme de S. Le degré de courbure de la caractéristique dépend également de la fréquence du signal d'entrée et de la capacité de charge. Lorsque la durée d'impulsion dévie par rapport à la valeur to, le nœud génère une tension de polarité positive ou négative, selon le signe de la déviation, proportionnelle à la profondeur de la déviation.
Le schéma de principe du discriminateur est illustré à la Fig.2. Le dispositif est constitué de deux diviseurs de fréquence par 2, montés sur les triggers DD2.1 et DD2.2, et d'un détecteur de phase sur un transistor VT1. La séquence d'impulsions avec PWM est envoyée directement à l'entrée C du déclencheur DD2.1 et à l'entrée C du déclencheur DD2.2 - via l'inverseur DD1.1. En divisant la fréquence des oscillations en opposition de phase à la sortie directe des deux déclencheurs, deux séquences d'impulsions de type "méandre" se forment, décalées l'une par rapport à l'autre en phase. Le déphasage est proportionnel à la durée de l'impulsion et se situe dans la plage 0 < φ < 180°. La figure 3 montre les diagrammes de tension aux points caractéristiques du noeud avec le rapport cyclique des impulsions d'entrée Q=2. Les diagrammes montrent que le déphasage des signaux dans ce cas est de 90°.
De la sortie directe du déclencheur DD2.1 via le condensateur de découplage C1, qui élimine la composante constante du spectre du signal, la tension est envoyée à l'entrée du détecteur de phase - au drain du transistor à effet de champ VT1. La résistance ajustable R1 est utilisée pour régler le niveau du signal d'entrée afin qu'il ne dépasse pas la limite supérieure de la plage dynamique du démodulateur. Sinon, l'asymétrie de sa caractéristique se produit en raison de l'effet de la détection directe du signal d'entrée sur la non-linéarité du canal du transistor. La grille du transistor reçoit des impulsions de la sortie directe du déclencheur DD2.2, assurant le fonctionnement du transistor en mode clé. Le filtre R2C2 sélectionne la composante directe de la tension de sortie, proportionnelle à f, qui est ensuite envoyée à l'entrée de l'amplificateur CC. Le diagramme 4 de la Fig.3 montre la forme de la tension de sortie du nœud lorsque le condensateur C2 est éteint. Bien entendu, avec le rapport cyclique des impulsions d'entrée Q = 2, la composante constante de la tension est nulle. La constante de temps du filtre est choisie en fonction de l'application spécifique du discriminateur. Le diagramme montre les valeurs des éléments de filtre pour le cas d'utilisation du discriminateur comme démodulateur de signaux FM avec les paramètres suivants : fо==500 kHz, f=12 kHz, O=4 kHz. Avec une tension à l'entrée du détecteur de phase de 0,5 V, la pente de la caractéristique est d'environ 0,2 mV/kHz, il faut donc un amplificateur en sortie du détecteur. Les résistances et les condensateurs utilisés dans le nœud peuvent être de n'importe quel type. Le transistor à effet de champ est sélectionné avec une tension de coupure ne dépassant pas 3,5 V. L'établissement d'un discriminateur se réduit à fixer un niveau de tension à l'entrée du détecteur de phase qui ne provoque pas de décalage de la caractéristique "zéro". En appliquant un signal "méandre" à l'entrée du nœud, la résistance d'ajustement R1 met la tension à zéro à la sortie de l'amplificateur CC. Une modification du rapport cyclique des impulsions dans ce cas doit s'accompagner d'une déviation symétrique de la tension dans les deux sens par rapport à "zéro". Auteur : A. Rudnev, Balashov, région de Saratov ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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